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Einrichtung zur mechanischen Bearbeitung von Körpern aus Gummi oder
gleichartigen Werkstoffen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur mechanischen
Bearbeitung von Körpern aus Gummi oder gleichartigen Werkstoffen mit relativ zueinander
beweglichem Werkstück und Werkzeug, z. B. einem Schleifkörper oder Schneidwerkzeug,
bei der mit Hilfe von zwei vorzugsweise doppeltwirkenden hydraulischen oder pneumatischen
Arbeitszylindern mit unterschiedlichen Querschnitten die Zustellung des Werkzeuges
oder des Werkstückes mit höherer Geschwindigkeit als der Arbeitsvorschub erfolgt.
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Es ist bereits eine Vorschubeinrichtung für Schleifmaschinen bekannt,
bei der die Vorschubbewegung des Schleifscheibenträgers sowohl senkrecht als auch
parallel zur Arbeitsspindel durch je einen elektromagnetisch gesteuerten Druckölarbeitszylinder
ausgeführt und Geschwindigkeitsunterschiede in in den Bewegungsabläufen in einem
Fall durch Drosselung des aus dem Arbeitszylinder abströmenden Drucköls und im anderen
Fall durch Abschalten einer von zwei Druckölförderpumpen bewirkt werden. Die Vielzahl
der hierfür erforderlichen Steuerorgane macht die bekannte Einrichtung aber verwickelt
und störanfällig.
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Bei einer anderen bekannten Einrichtung sind mehrere Vorschubzylinder
mit unterschiedlichen Querschnitten vorgesehen, die zwecks wirtschaftlicher Ausnutzung
der Druckölförderpumpe wahlweise einzeln oder in beliebiger Vereinigung an die Druckmittelzuführungsleitung
angeschlossen werden können. Da die Vorschubzylinder aber parallel zueinander angeordnet
und jeder für sich starr mit dem beweglichen Werkzeugträger gekoppelt sind, bewegen
sie sich stets zwangsschlüssig miteinander. Eine Unterteilung des Gesamthubes in
einen schnellen Zustellhub und einen durch diesen ausgelösten anschließenden langsamen
Arbeitshub ist mit einer solchen Einrichtung nicht möglich.
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Eine gleichachsige Anordnung mehrerer Arbeitszylinder mit unterschiedlichen
Querschnitten gehört gleichfalls zum Stand der Technik. So ist ein druckluftbetätigter
Vorschubantrieb für Bohrwerkzeuge bekanntgeworden, bei dem der Werkzeugträger zur
Anpassung der Vorschubgeschwindigkeit an die unterschiedliche Werkstoffbeschaffenheit
des bearbeiteten Werkstückes durch mehrere hintereinanderliegende Arbeitskolben
mit regelbarem Vorschubdruck vorgeschoben werden kann. Da hierbei jedoch die auf
einer gemeinsamen Kolbenstange befestigten Arbeitskolben in relativ zueinander feststehenden
Arbeitszylindern angeordnet sind, ergibt sich aus dieser Tandembauweise nur eine
Kraftverstärkung ohne die Möglichkeit einer Bewegungssteuerung.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, daß beim Vorhandensein
eines strömenden und unter einem gewissen Druck stehenden Mediums bei Gefäßen unterschiedlichen
Durchmessers dem Durchmesser entsprechende unterschiedliche Kolbengeschwindigkeiten
erzielt werden. Es ist also von Bedeutung, daß das zum Antrieb der Hubvorrichtung
dienende Medium zunächst, und zwar zur Erzielung einer bestimmten Hubgeschwindigkeit
im Bereich des im Durchmesser kleineren Zylinders wirksam wird. Ist durch die Bewegung
des kleineren Zylinders die Druckmittelzufuhr für den größeren Zylinder freigegeben,
so tritt zwangläufig eine Verringerung der Hubgeschwindigkeit ein, so daß nunmehr
die Bearbeitung des Werkstücks mit dem Durchmesser des größeren Zylinders entsprechend
verringerter Hubgeschwindigkeit erfolgen kann.
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Gemäß der Erfindung wird für die obengenannte Einrichtung vorgeschlagen,
daß der fest angeordnete größere Arbeitszylinder und der axial verschiebbar gelagerte
kleinere Arbeitszylinder gleichachsig angeordnet und die beiden Kolben durch eine
mit einer Längsbohrung versehene Kolbenstange verbunden sind, und daß ferner die
Verbindung der im größeren Arbeitszylinder axial liegenden Zuführungsöffnung für
das Druckmittel mit dem Zylinderraum des größeren Arbeitszylinders bis zum Ablauf
des Zustellhubes des kleineren Zylinders geschlossen ist.
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Die Anordnung ist hierbei so getroffen, daß ein Druckmittel Druckluft
oder Drucköl zunächst dem beweglichen kleinen Arbeitszylinder, und zwar über
die
längsgebohrte Kolbenstange zugeführt wird. Die hierdurch eintretende Bewegung des
kleinen Zylinders (Zustellhub) wird so lange ausgeführt, bis der kleine Zylinder
seinen zugehörigen Kolben oder irgendeinen anderen mit der Kolbenstange verbundenen
Anschlag erfaßt. Da das Druckmittel immer noch wirksam ist, wird nunmehr die Kolbenstange
mitgenommen und bei dieser Bewegung die Druckmittelzufuhr für den großen Zylinder
freigegeben, wodurch der Kolben des größeren Zylinders beaufschlagt wird und der
kleine Zylinder zusammen mit den Kolben der beiden Zylinder zur Durchführung des
Arbeitshubes bewegt werden. Durch diese Ausbildung der Einrichtung ist ein einfacher
robuster Aufbau und damit eine geringe Störanfälligkeit gegeben.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung dargestellt.
Es zeigt Fig. 1 eine schematisch dargestellte Einrichtung im Längsschnitt zum Abstechen
von aus Gummi oder gleichartigen Werkstoffen bestehenden topf- oder manschettenförmigen
Körpern in der Ausgangsstellung, Fig. 2 die Einrichtung gemäß Fig. 1 nach vollzogenem
Zustell- und Arbeitshub.
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Es sei erwähnt, daß die Figur lediglich die eigentliche Vorschubeinrichtung
für das Werkzeug wiedergibt; auf die Darstellung des Werkzeuges und der Spannvorrichtung
für das Werkzeug ist aus Gründen der einfacheren Darstellung verzichtet worden.
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Die Einrichtung besteht im wesentlichen aus einem größeren Arbeitszylinder
1 und einem in seinem wirksamen Durchmesser wesentlich kleinerenArbeitszylinder
2. Beide Zylinder sind als doppeltwirkende Arbeitszylinder ausgebildet. Ihre Kolben
3 und 4 sind durch eine Kolbenstange 5 fest miteinander verbunden. Die Kolbenstange
5 besitzt eine Längsbohrung 7, so daß das Druckmittel über die Bohrung 7 von dem
Zylinder 1 in den Zylinder 2 gelangen kann. DieAbdichtung der Kolben 3 und 4 erfolgt
in bekannter Weise mit Hilfe von nicht näher dargestellten, aus Gummi oder gleichartigen
Werkstoffen bestehenden Manschetten, die jedoch gegebenenfalls auch durch metallische
Kolbenringe ersetzt sein können.
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Die Befestigung der Zylinder 1 und 2 erfolgt durch eine Aufhängung
bei 1' und 2', und zwar in der Weise, daß der Zylinder 1 fest, beispielsweise mit
dem Maschinengestell, und der Zylinder 2 fest mit dem zu bewegenden Werkzeug, welches
die Bearbeitung vornimmt, verbunden ist.
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Nachdem das Werkstück in ein nicht näher dargestelltes Futter eingespannt
ist, wird das mit dem Zylinder 2 verbundene Werkzeug an das Werkstück herangeführt.
Zu diesem Zweck wird über die Zuführungsöffnung 6 ein Druckmittel, vorzugsweise
Drucköl, in die Bohrung 7 der Kolbenstange 5 eingeführt.
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Der Druck: des ArbeitsmitteIs kann nunmehr wirksam werden; er füllt
den Zylinderraum bei 8 aus, so daß sich der Zylinder 2 zusammen mit dem hieran befestigten
Werkzeug mit einer gewissen Geschwindigkeit, die von der Bohrung des Kolbens 2 abhängig
ist, in Richtung auf das Werkstück bewegt. Ist die Endstellung des Zylinders 2 erreicht,
hat also der Zylinder 2 den Kolben 4 mit Hilfe eines besonderen Anschlags oder mittels
seiner in Bewegungsrichtung hinten liegenden Wandung 2" berührt, so erfolgt eine
Mitnahme der Teile 3, 4 und 5, und zwar in der
Weise, daß sich das vorteilhafterweise
trompetenartig oder konisch erweiternde Ende 5' der Kolbenstange von der Durchtrittsöffnung
6 bzw. von einem hier befindlichen Dichtungsring 9 abhebt.
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Nunmehr kann das Druckmittel in den Raum 10 des Zylinders 1 gelangen
und den Kolben 3 unter Bewirkung des Arbeitshubes bewegen. Dieser Arbeitshub wird
mit wesentlich geringerer Geschwindigkeit ausgeführt, da das mit einer bestimmten
Geschwindigkeit einströmende Druckmittel einen Zylinder wesentlich größeren Durchmessers
vorfindet, welcher zwangläufig eine seinem vergrößerten Durchmesser entsprechende
verringerte Kolbengeschwindigkeit zur Folge hat. Das Druckmittel ist so lange wirksam,
bis die Stellung gemäß Fig. 2 erreicht ist.
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Es sei erwähnt, daß die Zylinderräume, die nicht von dem über die
Zuführungsöffnung 6 einströmenden Druckmittel durchsetzt sind, ebenfalls mit einem
Druckmittel gefüllt sind. Um dieses Druckmittel während des Transport- und Arbeitshubes
entweichen zu lassen, sind Austrittsöffnungen 11 und 12 vorgesehen.
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Diese können mit Vorteil zur Beeinflussung der Arbeits- und Hubgeschwindigkeit
herangezogen werden, indem das aus ihnen austretende Druckmittel mehr oder weniger
stark, beispielsweise durch ein Steuerorgan gedrosselt wird. Diese Drosselung ist
besonders vorteilhaft für die Beeinflussung des Arbeitshubes, also für die Beeinflussung
des bei 12 austretenden rückfließenden Druckmittels.
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Die Bewegung der Zylinder 1 und 2 in die Ausgangsstellung gemäß Fig.
1 kann bei geöffneten Austrittsöffnungen mechanisch durch Zusammenschieben der einzelnen
Teile erfolgen. Vorzugsweise erfolgt jedoch auch die Rückführung mit Hilfe eines
Druckmittels, indem nämlich den Zylindern 1 und 2 über die Öffnungen 11 und 12 das
Druckmittel zugeführt wird, wodurch die Ausgangsstellung gemäß Fig. 1 erreicht wird.
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Wenngleich auch die längsgebohrte Kolbenstange 5 besondere Vorteile
im Hinblick auf die Steuerung der Zylinder bietet, so können auch für die beiden
Zylinder 1 und 2 getrennte Einströmöffnungen in der Weise vorgesehen sein, daß durch
die Bewegung des Zylinders 2 die Druckmittelzufuhr für den Zylinder 1 gesteuert
wird, was beispielsweise durch einen vom Zylinder 2 bzw. der Kolbenstange 5 beeinflußten
Hahn erfolgen kann, der in der zum Zylinder 1 führenden Druckmittelleitung anzuordnen
ist.